Bài 27: Điều chế khí oxi - Phản ứng phân hủy Học theo Sách giáo khoa
I. Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm 1. Thí nghiệm
a) Thí nghiệm đun nóng KMnO4:
Hiện tượng: KMnO4 phân hủy sinh ra luồng khí làm que đóm còn tàn đỏ bùng cháy thành ngọn lửa.
Giải thích: Vì KMnO4 phân hủy sinh ra khí oxi, oxi làm que đóm còn tàn đỏ bùng cháy.
b) Thí nghiệm đun nóng kali clorat KClO3
Hiện tượng: đun nóng KClO3 thấy khí oxi thoát ra Khi thêm bột MnO2: phản ứng xảy ra nhanh hơn Phương trình phản ứng: 2KClO3
o 2
t
MnO 2KCl + 3O2↑ Hai cách thu khí oxi:
+) Đẩy không khí +) Đẩy nước 2. Kết luận
Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm bằng cách: đun nóng những hợp chất giàu oxi và kém bền với nhiệt.
II. Sản xuất khí oxi trong công nghiệp Nguyên liệu: không khí hoặc nước 1. Sản xuất khí oxi từ không khí
Hóa lỏng không khí ở nhiệt độ thấp và áp suất cao, sau đó cho không khí lỏng bay hơi. Ở -196oC thu được khí nitơ, sau đó ở -183oC thu được oxi.
2. Sản xuất khí oxi từ nước
Điện phân nước trong bình điện phân sẽ thu được hai khí riêng biệt là oxi và hiđro.
III. Phản ứng phân hủy
Phản ứng hóa học Số chất phản ứng Số chất sản phẩm
2KClO3 →2KCl + 3O2 ↑ 1 2
2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 1 3
CaCO3 → CaO + CO2↑ 1 3
2. Định nghĩa: Phản ứng phân hủy là phản ứng hóa học trong đó một chất sinh ra hai hay nhiều chất mới.
Bài tập
Bài 1 trang 99 VBT Hóa học 8 : Những chất nào trong số những chất sau được dùng để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm:
a) Fe3O4 ; b) KClO3 ; c) KMnO4 ; d) CaCO3 ; e) Không khí; g) H2O.
Lời giải
Những chất được dùng để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm: b) KClO3 ; c) KMnO4. 2KClO3
o 2
t
MnO 2KCl + 3O2↑ 2KMnO4
to
K2MnO4 + MnO2 + O2↑
Bài 2 trang 99 VBT Hóa học 8: Sự khác nhau về việc điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp về nguyên liệu, sản lượng và giá thành?
Lời giải
Điều chế oxi Phòng thí nghiệm Công nghiệp
Nguyên liệu KMnO4, KClO3 Không khí, nước
Sản lượng Đủ để làm thí nghiệm Sản lượng lớn
Giá thành Cao Thấp
Bài 3 trang 99 VBT Hóa học 8: Sự khác nhau giữa phản ứng phân hủy và phản ứng hóa hợp ? Dẫn ra hai thí dụ để minh họa.
Lời giải
Sự khác nhau giữa phản ứng phân hủy và phản ứng hóa hợp:
- Phản ứng hóa hợp: chất tham gia gồm hai hay nhiều chất; sản phẩm chỉ là một chất.
- Phản ứng phân hủy: chất tham gia chỉ có 1 chất; sản phẩm sinh ra là hai hay nhiều chất.
Thí dụ:
Phản ứng hóa hợp: S + O2 to
SO2
Phản ứng phân hủy: CaCO3 to
CaO + CO2↑
Bài 4 trang 99 VBT Hóa học 8: Tính số mol và số gam kali clorat cần thiết để điều chế được:
a) 48 g khí oxi ;
b) 44,8 lít khí oxi (đktc).
Lời giải
a) Phương trình phản ứng: 2KClO3
o 2
t
MnO 2KCl + 3O2↑ Số mol khí oxi cần điều chế:
O2
n 48 1,5mol
32
Theo phương trình phản ứng, cứ 3 mol O2 cần 2 mol KClO3. Số mol KClO3:
KClO3
1,5.2
n 1mol
3 ; Số gam KClO3:
KClO3
m 1.122,5 122,5gam b) Số mol khí oxi cần điều chế:
O2
n 44,8 2 mol 22, 4
Theo phương trình phản ứng, cứ 3 mol O2 cần 2 mol KClO3
Số mol KClO3:
KClO3
2.2 4
n 1,33 mol
3 3
; Số gam KClO3:
KClO3
m 1,33.122,5 162,925gam
Bài 5 trang 100 VBT Hóa học 8: Nung đá vôi (thành phần chính là CaCO3) được vôi sống CaO và khí cacbonic CO2.
a) Viết phương trình hóa học của phản ứng.
b) Phản ứng nung vôi thuộc loại phản ứng hóa học nào ? Vì sao ? Lời giải
a) Phương trình hóa học: CaCO3 to
CaO + CO2↑
b) Phản ứng nung vôi thuộc phản ứng phân hủy. Vì dưới tác động của nhiệt độ, từ một chất (đá vôi) bị phân hủy thành hai chất (vôi sống và khí cacbonic).
Bài 6 trang 100 VBT Hóa học 8: Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế oxit sắt từ Fe3O4 bằng cách dùng O2 oxi hóa sắt ở nhiệt độ cao.
a) Tính số gam sắt và số gam khí oxi cần dùng để điều chế được 2,32g oxit sắt từ.
b) Tính số gam kali penmanganat KMnO4 cần dùng để có được lượng oxi dùng cho phản ứng trên.
Lời giải
Phương trình hóa học: 3Fe + 2O2 to
Fe3O4
a) Số mol Fe3O4:
3 4
Fe O
n 2,32 0,01mol
232
Theo phương trình hóa học, để điều chế 1 mol Fe3O4 cần 3 mol Fe và 2 mol O2. Số mol sắt: nFe = 0,01.3
1 = 0,03 mol; Số gam sắt: mFe = 0,03.56 = 1,68 gam Số mol oxi:
O2
0,01.2
n 1 0,02 mol; Số gam oxi:
O2
m = 32.0,02 = 0,64 gam b) 1 mol O2 cần 2 mol KMnO4.
0,02 mol O2 cần x mol KMnO4.
→ x = 0,04 mol
Số gam KMnO4 cần dùng là: 0,04.158 = 6,32 gam Bài tập trong Sách Bài tập
Bài 27.2 trang 100 VBT Hóa học 8 : Trong bài thực hành thu khí oxi vào ống nghiệm bằng cách đẩy nước và đẩy không khí, có 4 học sinh A, B, C, D đã lắp ráp dụng cụ thí nghiệm như dưới đây. Hãy cho biết học sinh nào đã lắp ráp đúng? Lắp ráp không
đúng? Giải thích. Xác định công thức các chất 1, 2, 3 có trong hình vẽ của các thí nghiệm.
Lời giải
Chất 1 có thể là: KMnO4, KClO3, KNO3 …; chất 2: khí oxi; chất 3: nước.
Học sinh A lắp ráp đúng ; học sinh B lắp ráp không đúng vì ống dẫn khí không đi vào ống nghiệm đựng nước do đó oxi bị mất một phần.
Học sinh C đã lắp ráp đúng; học sinh D đã lắp ráp không đúng vì ống dẫn khí oxi không đi vào ống nghiệm, dẫn đến sự mất mát khí oxi.
Bài 27.3 trang 101 VBT Hóa học 8: Điều chế oxi trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân nước (có pha axit sunfuric), thu được 2 chất khí riêng biệt là oxi và hiđro. Phương trình điện phân nước được biểu diễn như sau:
2H2O dp 2H2↑ + O2↑
Điền những số liệu thích hợp vào những chỗ trống trong bảng dưới đây:
H2O đã dùng H2 tạo thành O2 tạo thành
a) 2 mol …..mol …..mol
b) …..mol …...g 16 g
c) …..mol 10 g …...g
d) 45 g …...g …...g
e) …...g 8,96 lít (đktc) ……lít (đktc)
f) 66,6 ml …...g ……lít (đktc)
Lời giải
H2O đã dùng H2 tạo thành O2 tạo thành
a) 2 mol 2 mol 1 mol
b) 1 mol 2 g 16 g
c) 5 mol 10 g 80 g
d) 45 g 5 g 40 g
e) 7,2 g 8,96 lít (đktc) 4,48 lít (đktc)
f) 66,6 ml 0,006 g 0,0336 lít (đktc)
Bài 27.9 trang 101 VBT Hóa học 8: Người ta điều chế vôi sống (CaO) bằng cách nung đá vôi (CaCO3). Lượng vôi sống thu được từ 1 tấn (T) đá vôi có chứa 10% tạp chất là
A. 0,252 T. B. 0,378 T. C. 0,504 T. D. 0,606 T.
(Biết hiệu suất phản ứng là 100%).
Lời giải Chọn C
Khối lượng CaCO3 trong 1 tấn đá vôi là 1.90 0,9 100 (tấn) Phương trình nhiệt phân:
o
3 2
CaCO t CaO C
100 56 T
0,9 x T
O
0,9.56
x 0,504
100 tấn